5 марта 2017 г.

Глава 16. Момент истины

Случай, однако, пришел оттуда, откуда Барнс меньше всего ожидал. Это вообще одно из основных свойств случая. Он имеет коварное обыкновение пользоваться черным ходом и часто скрывается под маской временной неудачи или даже поражения. Возможно, поэтому столько людей не могут его распознать.
Наполеон Хилл [74]
Я уже писал о том, как меня осенило в процессе написания этой книги по поводу принципа эквивалентности и противоположного эксперимента. Осенило - это для меня наступил момент истины. Прежде, чем продолжить о понятии момента истины, приведу один отрывок из замечательной книги Абрагама [75].
«Были и другие выдающиеся личности в Гарварде в том году: Братейн - создатель транзистора с Шокли и Бардином. Я вспоминаю со стыдом, как я реагировал на присуждение им Нобелевской премии за открытие. Как, «Нобель» за мелкое устройство, приспособление? (Крупный физик не смог оценить открытие века - ведь буквально с 1949 года это открытие позволило «перевернуть» всю технику: чего стоят одни интегральные схемы! - В.М.)
Был Бриджмен - король высоких давлений. Он однажды сказал, что можно обновить всю физику, добавив к названию любого опыта слова «под высоким давлением». Много лет спустя, когда я работал над динамической поляризацией ядер, я предложил в шутку слова «под высоким давлением» заменить словами «с поляризованными ядрами».
Еще я заимствовал у него, на этот раз нечаянно, название книги, написанной им много лет назад - «Размышления физика».
Был еще Юлиан Швингер - «сверхмощная электростанция» теоретической физики. Его девизом могло быть: «Все мое, что доступно счету». В 1947 году он решил задачу расходимостей в квантовой электродинамике, что позволило вычислить с фантастической точностью радиационные поправки, измеренные Лэмбом и Кашем. Это принесло ему Нобелевскую премию вместе с Фейнманом и с японским физиком Томонага. За много лет до того, как он стал (в двадцать восемь лет) самым юным из ординарных профессоров Гарвардского университета, он был открыт Исидором Раби, который любил говорить, что Швингер - его самое дорогое открытие. Ученик публичной школы в Бронксе, квартале Нью-Йорка, населенном до войны в большинстве еврейскими семьями, а теперь негритянскими, юный Швингер был прислан к Раби знакомым, потому что отметки Швингера не позволяли ему надеяться на прием в колледж. Раби попросил его посидеть в углу кабинета, пока он обсуждал у доски с коллегой вопрос из квантовой механики, на котором они споткнулись. «Почему бы не употребить теорему замкнутости?» раздался тоненький голосок. Юлиан нашел решение раньше старших и не в последний раз.
В этом году он читал курс квантовой механики, который я посещал. Я был поражен ледяным совершенством его лекций. В течение двух часов он выписывал уравнения одно за другим, никогда не боясь подойти к задаче самым сложным способом, если он считал, что такой подход приближает к физической сути проблемы. Мне не приходилось бывать на лекциях Фейнмана, но я читал статьи обоих на одну и ту же тему. Для тех, кто интересуется теннисом скажу, что стиль Швингера напоминает Бьерна Борга, а стиль Фейнмана – Макинроя».
В этом отрывке много чрезвычайно интересного, но я хочу обратить внимание на один факт - несомненно, все его знают, но тем не менее это важно.
Есть природные дарования, которые решают задачи, находят идеи как бы без особого труда, как бы непроизвольно. Это, наверное, точно так же, как рассказывала А. Ахматова, что ее берет за руку какая-то сила и заставляет писать стихи, хотя она и сопротивляется. Но таких, как Швингер и Ахматова немного, а подавляющая часть ученых имеет вполне нормальные способности и решают задачи, ну хотя бы так, как открыватель Швингера.
Можно ли ускорить приход “момента истины”?
Я познакомился с термином «момент истины», благодаря Богомолову [76]. И вначале не придал этому особого значения. Передача Караулова «Момент истины» тоже не производит значительного впечатления. Читая 20 томов Р. Стаута, я все время пытался понять, как же Н. Вулф находит преступника. Конечно, его произведения не научные исследования, но в какой-то момент я понял, что в каждом произведении Н. Вулф вначале накапливает возможно большую информацию, а затем собирает у себя в кабинете “симпозиум”, на котором и совершает обряд добывания “момента истины”. И тогда-то ко мне и пришла мысль - ведь ученый тоже добывает истину, и у него возникает прозрение. Как же сократить время, необходимое для прихода этого момента? Я проанализировал массу книг по описанию различных открытий, высказывания ученых, рассмотрел собственные работы и сейчас хочу их вам привести.
Но вначале немного о самом понятии.
Богомолов исключительно интересно описывает, как был схвачен шпион и как к нему был применен психологический прием. Главное - быстро запугать так, чтобы человек не смог справиться со своим страхом и высказал все тайны, которые он знает.
«Это было необыкновенное, испытанное за войну всего лишь несколькими чистильщиками пронзительное ощущение «момента истины» по делу, взятому на контроль Ставкой. Он чувствовал, что лейтенант не врет, и знал цену полученным от него сведениям. В эти мгновения только он, Таманцев, единственный обладал «моментом истины» и при мысли, что есть реальная возможность сегодня же взять «Матильду», у него захватывало дыхание» [76].
Не испытывает ли ученый, получив блестящую идею, аналогичного чувства? Наверное, да!
Обратимся к Р. Стауту. Но вначале анекдот:
 Мальчик, почему ты пришел уже 30-й раз на картину «Чапаев»? спрашивает контролер.
 Я думаю, - отвечает мальчик, - вдруг Чапаев выплывет и его не убьют.
Так и я, читая Р. Стаута, думаю: а вдруг автор покажет, как Ниро Вулф думает?
Я приведу два отрывка, которые хоть немного проливают свет на работу Н. Вулфа.
   «Я хотел устроить так, чтобы хоть что-нибудь произошло у меня на глазах» (Прозрачная модель - В.М.).
Он обычно работает по раскрытию преступлений в статическом режиме, то есть собирает данные и их анализирует. Однако, когда его не посещает идея, то он начинает воздействовать на ситуацию, например, пишет ложное письмо, приносит ложную красную коробку и т.д.
   Н. Вулф объясняет мальчику: «Но вы в первую очередь должны помнить, что являетесь представителями искусства, а не науки. Роль науки в раскрытии преступления бывает значительной и эффективной. Но она занимает лишь небольшое место в деятельности частного детектива, который стоит выше науки.
Любой человек средних способностей может научиться обращению с кронциркулем, фотоаппаратом, микроскопом, спектрографом или центрифугой, но он просто-напросто является слугой следствия.
Научное расследование, каким бы оно ни было выдающимся, даже блестящим, никогда не может сравниться с внезапным озарением, приходящим к детективу и иногда вызванным лишь услышанной интонацией или замеченным мимолетным взглядом. Искусство детектива очень многообразно…
Я беседовал с ним по этому поводу и пришел к заключению, что он и сам не знает секрета своего величайшего мастерства. Это несознательная и неконтролируемая работа мозга, хотя мистер Пензер -- человек незаурядного ума. Это некое качество скрытое в недрах его нервной системы, скорее всего, конечно, в его черепной коробке. Он говорит, что каким-то чутьем в неуловимую долю секунды вдруг осознает, как поступит в тот или иной миг объект его слежки. Не то, что тот сделал или сделает, а именно то, как он еще лишь намерен поступить. Мистер Пензер может научить вас всему, что знает и умеет сам, но вы никогда не достигнете его уровня, если в вас не заложены те же самые качества. Однако это вовсе не означает, что вы не должны учиться у него всему, чему можете выучиться.
Лишние знания никогда не помешают. Человек, который считает, что знает все, в действительности не знает ничего. Только когда вы попытаетесь воспользоваться тем, чему научились, вы поймете, в какой степени можете превратить свои знания в действие.»
Несомненно, есть приемы, заставляющие людей не только раскрывать тайны, но и думать более эффективно. Также несомненно и то, что каждый человек может сам себя заставить, убедить думать более интенсивно. У Н. Вулфа - помощник Арчи Гудвин, который использовал целый набор средств, заставляя Н. Вулфа решать задачи. Это и заставить злиться, и ехидно его хвалить, и даже бросать заявление об увольнении с работы.
Какие же стимулы используют для того, чтобы ученые работали, а также какие стимулы используют сами ученые? Несомненно, это в первую очередь желание и интерес, хотя и того и другого может вначале и не быть. Это и желание быть первым, страх, смелость, любовь, ответственность, злость, доверие, уважение, сомнение, стремление оказать кому-то помощь, доказать окружающим - я могу, показать окружающим - и вы можете и т.д.
Желание быть первым, получить нобелевскую премию - это как заноза в сердце. Иногда говорят, что это нехорошо. Я считаю - это нормально, если честно. В науке быть первым - это означает, что вы работаете не напрасно. Представьте себе, вы сделали работу, а в это время приходит публикация, в которой все ваши результаты почти слово в слово описаны. Когда я работал в Радиевом институте и мы занимались изучением углового распределения электронов [77, 78], шеф, профессор К.К. Аглинцев заглядывал к нам раз в месяц и, радуясь, сообщал: «Мы впереди, японцы нас еще не догнали!» И мы все радовались, как малые дети. Может быть, у других не так?
А вот другой пример. Мы подали заявку на дублированный фотошаблон, а нам ответили, что аналогичный фотошаблон запатентован в Японии 5 лет назад, причем почти слово в слово.
Эти же стимулы любой ученый может использовать и для себя, причем ему легче, так как он себя должен знать, и знать, на какой струне или струнах надо играть, чтобы наступил быстрее «момент истины».
Приведу несколько примеров из собственной практики. Это решенные задачи из области планарной технологии полупроводниковых приборов, но ведь появление идеи все равно интересно.
Я не буду описывать детали, а сразу перейду к задачам.
   Злость и желание показать окружающим, что и они могут.
Алюминиевая разводка на интегральных схемах (ИС) в процессе травления защитного окисного слоя иногда чернеет - то есть происходит подтрав алюминия на контактных площадках. Этот вид брака периодически возникает и исчезает. Было найдено несколько решений, которые уменьшили этот вид брака, но он снова возникал. Если учесть, что травление защитного слоя - вскрытие контактных окон - почти последняя операция в технологическом процессе, а сам цикл длится 3-4 месяца, то потеря даже одной пластинки - это дорого. А их теряли сотнями!
Я уже знал ТРИЗ. Сформулируем противоречие. “Травитель” для окисла не должен взаимодействовать с алюминием, т.к. в нем имеется плавиковая кислота, которая в такой концентрации не должна взаимодействовать с алюминием, а взаимодействие почему-то происходит! Разрешение противоречия - плавиковая кислота не действует на алюминий, а вот при промывке в воде - воздействует.
“Травитель” вязкий, он сцепляется с поверхностью алюминия, и во время промывки концентрация плавиковой кислоты в капле понижается, и при достаточно низкой концентрации “травитель” начинает взаимодействовать с алюминием.
Были найдены и проверены различные решения:
­       быстро смывать “травитель”,
­       изменять температуру воды на более низкую, чтобы снизить взаимодействие,
­       использовать щелочь для нейтрализации кислоты.
Удалось использовать и холодную воду и нейтрализатор. Однако не все цеха приняли эту технологию.
Через несколько лет, в другом цехе было забраковано несколько партий пластин, на которых алюминий не просто почернел, а был полностью вытравлен.
Я уже знал о вещественно-полевых ресурсах (ВПР).
Сотруднице, инженеру по фотолитографии, было предложено совместно решить эту задачу. Она стала излагать свою точку зрения о том, что ученые еще не знают, что здесь за процесс и т.д., причем тут же принесла несколько статей с описанием причин, почему алюминий травится. Я ей объяснил, что такое ВПР и из-за чего происходит травление. На мой вопрос: «Что может быть применено в качестве вещества, используемого в технологии травления алюминия для удаления, растворения капель “травителя”, содержащего плавиковую кислоту?» Вначале был ответ: «Азотная кислота, которая применяется для снятия фоторезиста.» – а затем второй ответ – «Уксусная кислота - основа “травителя” для травления оксида кремния.»
Проведенные здесь же опыты показали, что пятиминутная выдержка пластин в уксусной кислоте полностью предотвращает подтрав алюминия. За это время капли растворяются и промывка в воде не вызывает почернения алюминия.
В этом случае окружающим было продемонстрировано, что и они могут решать задачи. Был показан фокус для инженера, который сомневался в своих силах, не верил, не хотел верить, что может решить задачу.
Я, когда узнал, что мои сотрудники «запороли» пластинки, был чрезвычайно разозлен. Именно в этот момент у меня возникла идея -решение, и мне захотелось провести демонстрацию их сил, их возможностей.
Одновременно у инженера, решающего задачу с помощью подсказки, тоже произошло озарение. Это его чрезвычайно удивило и обрадовало. Это и был “момент истины”!
У многих ученых, я так думаю, есть свои персональные герои науки, которыми они восхищаются, которым не ведая сами подражают. Для одних это Капица, для других Френкель, для третьих Тамм, Ландау и т.д.
В 50-е годы, начав работать лаборантом на физфаке Университета, я много слышал о Р. Вуде. Вот это феномен! Вот это человек!
Познакомившись с современным чародеем физической лаборатории по книге В. Сибрука [56], я так на всю оставшуюся жизнь и был пленен Р. Вудом.
Приведу один пример из его деятельности, достойный, по-моему, подражания:
«В 1899 г. В Мэдисоне был невероятный холод. Замерзли водопроводные трубы и многие жители остались без воды. Однажды Вуд шел в лабораторию и увидел группу водопроводчиков, которые отогревали трубу с помощью пара. Шланг заело и рабочие мучились, пытаясь его втиснуть в трубу.
Я пошел дальше, обдумывая эту ситуацию, и мне пришло в голову, что сильный электрический ток, проходя по металлу, нагревает его и что ток пойдет по трубе независимо от ее углов и поворотов. Не является ли это решением вопроса - просто соединить выходы труб в двух соседних домах с различными полюсами генератора?» Придя в лабораторию, Вуд пошел к профессору Джексону и предложил свой план. Профессор возразил: «А вдруг ток пойдет по земле вместо труб.» Но Вуд его убедил, что это не так.
В тот же вечер (обратите внимание! - В.М.) электрическая компания доставила трансформатор к дому сенатора, его подключили, и через десять минут из крана брызнула ржавая вода.»
Посмотрите, какая оперативность - в тот же день идею проверили и через короткое время получили патент на изобретение!
Мы тоже довольно оперативно проверили уксусную кислоту на удаление “травителя”, но более часто я встречался со случаями, когда проверка идеи длилась месяцами. Мы не проявляем вудовской расторопности. И здесь, мне кажется, играет роль элементарная лень, которая присуща каждому человеку. Несмотря на то, что каждый о своей лени знает больше, чем о чем-либо другом, часто она оказывается победительницей.
Начав исследовать проблемы перенапряжения водорода на катоде, я пришел к мысли, что у нас есть данные не только по двум противоположным экспериментам, но и весь набор экспериментов, т.к. значения перенапряжения известны для многих металлов. Откинув высказывания о том, что найдена всего одна зависимость - между перенапряжением и сжимаемостью металла, я не стал сам искать другие зависимости, а поручил это сделать Н. Лебедеву, который сотрудничал со мной в этой работе. Я попросил его посмотреть связь между работой выхода электронов из металла и перенапряжением. Через несколько дней он позвонил мне и сказал, что он нашел связь – корреляцию перенапряжения с работой выхода электронов из металла. Разговор шел по телефону и я был чрезвычайно обрадован и одновременно огорчен - почему же я не нашел эту корреляцию? Зависть и ревность появились одновременно с радостью. Если этим чувствам дать волю, можно натворить много бед.
Мы все сталкиваемся с ревностью, и умению управлять этим могучим стимулом следует, по-видимому, учиться. Даже в таких мелочах, когда вы беседуете с другом вдвоем, вы не чувствуете ревности, но вот появился третий собеседник и, в зависимости от ваших отношений, вы, возможно, почувствуете - вот опять появилась ревность.
Если же вы работаете в коллективе и в нем есть руководитель и есть лидер, признанный всеми сотрудниками, то в этом случае можно ожидать, что элемент ревности будет присутствовать, будет отравлять взаимоотношения и влиять на ход работы. Если же знать и помнить об этом, то можно учитывать и управлять ревностью, как и другими чувствами и эмоциями.
Можно сделать вывод: познай себя и окружающих и попробуй создать такие условия, чтобы быстрее наступал “момент истины”.
   Боязнь. Судьба свела меня с прекрасным конструктором
А.М. Чеховским. Все это произошло, как мне казалось, случайно. Он обратился ко мне с просьбой взять его на работу, т.к. в соседней лаборатории его увольняли в связи с сокращением штатов. Там, в лаборатории, произошли какие-то осложнения во взаимоотношениях с начальником лаборатории, и тот, не долго думая, решил его сократить. Я пошел к руководству и мне удалось его «уломать», чтобы Чеховского отдали мне, правда, с понижением в должности. Он согласился, а я пообещал ему скорое восстановление в окладе и должности.
Буквально через несколько дней меня пригласил заместитель главного инженера и показал рекламацию на наши самые новые приборы, выпущенные серийно. В ней были довольно обидные слова: «Вы что нам прислали - транзисторы или переключатели? Ваши приборы при температуре + 60 °С выключаются, а затем снова включаются!»
Заместитель сказал следующее: «Если вы в течение буквально нескольких недель не разберетесь в чем дело, то вам, как разработчикам, будет очень плохо, вы понимаете?»
Естественно, я понимал. Правда не знал, что мне будет. Ведь я мог просто уволиться и никаких последствий. Но все же очень хотелось решить задачу, да и гордость заела. Таким образом, мне и Чеховскому надо было оправдаться. У него боязнь увольнения, у меня боязнь неподтверждения мнения обо мне как руководителе лаборатории разработчиков.
В чем задача? На рис. 28 показан транзистор. Видно, что весь кристалл закрыт лаком. Этот лак предназначен для того, чтобы защитить кристалл от окружающей среды и одновременно, для фиксации, поддержки и укрепления золотых выводов, выполненных методом термокомпрессии, прочность которых не высока. Судя по всему, этот защитный лак при нагреве расширялся и отрывал вывод от контактной площадки, а затем опять контактировал с площадкой.
Мысль о том, что неплохо было бы контролировать все 100% сварок, вообще-то была, но руки не доходили, т.к. неясно было, как это сделать, не было идеи (и не было нужды!). В то время мы не очень понимали, что из себя представляет процесс термокомпрессии. Известно, что это нагрев и давление, но как изменяется прочность сварок от различных факторов - не знали.
Рис. 28. Транзистор без колпачка.
Более того, вообще не существовало метода проверки прочности сварочных соединений, поэтому и претензии к работникам были несправедливы.
Надо убрать лак, а как проверить прочность?
Над нами висела мысль, что мы ежечасно выпускаем брак.
Чем хорош был в то время Чеховской? Он ни одну идею намертво не отвергал, а каждую был готов рассматривать и обсуждать. По-видимому, критерием оценки идеи было: сможет ли он сам сделать что-то, чтобы претворить идею, насколько она проста в применении.
Сели мы с ним друг против друга и я ему сказал: «Я буду высказывать идеи, а Вы говорите: «Да» или «Нет», оценивайте их». И начали истинный перебор вариантов, хотя мы для себя сформулировали противоречие: слабые сварки должны отрываться, сильные не ослабляться. Это был 1969 год.
Итак:
- «Струя воды», - «Нет!»;
- «Электрический ток», - «Нет!»;
- «Магнитное поле», - «Нет!»;
- «Крючки», - «Нет!»;
- «Натяжение», - «Нет!»;
- «Струя воздуха», - «Да!».
Вообще-то, зная о ВПР, это было бы назвать несложно, но мы-то в то время не знали о ресурсах.
«Вы знаете», - сказал Чеховской, - «я пойду, и как только что-то получится, я вас приглашу.»
Буквально через три дня он подвел меня к действующему макету, с помощью которого продемонстрировал, как струя воздуха обрывает слабые сварки. Одновременно он мне показал пружинный динамометр, который позволял проверить прочность сварки от 0,5 г и выше.
Буквально через две недели оба устройства были изготовлены и начали работать в цехе (рис. 29, 30, 31, 32). Чертежи этих приспособлений-приборов были по запросу разосланы на двадцать предприятий, где они использовались на аналогичных операциях.
Чеховской послал заявку и сразу получил положительное решение. Это было мое первое изобретение, хотя мне и неудобно об этом говорить [79]. Была опубликована статья [80]. Идея применения струи воздуха проста, но тем не менее, если говорить грубо, никто до нас «не допер». Почему? Возможно, потому, что мы оба оказались в тяжелом положении - боялись и хотели сделать свою работу хорошо.
 
 
 
 
Рис.29. Внешний вид прибора для определения
прочности сварок
3. Доверие. Я опишу одну историю о решении задачи, но хочу ее показать на фоне тех отношений, которые складывались в коллективе. В конструкторском бюро (КБ) разрабатывали новый планарный транзистор. Его разработкой была занята лаборатория и еще целый ряд групп в других лабораториях. Осталось три месяца до предъявления темы опытно-конструкторской разработки. Нужны были приборы для испытания и их исследований, а их, как назло - ни одного годного. Расклад сил: главным конструктором разработки обычно назначался начальник лаборатории, либо ведущий конструктор. В данном же случае главным конструктором был главный инженер КБ. Почему? Начальник лаборатории отказался им быть, он боялся провала. Боялся обоснованно.
 
 
 
Рис. 30. Кинематическая схема
прибора для определения прочности сварок.
1 – цилиндрическая пружина растяжения;
2 – подвижная каретка;
3 – реечная пара;
4 – вертикальная шторка;
5 – подлежащий испытанию полупроводниковый прибор;
6 – столик;
7 – выводы полупроводниковых приборов;
8 – тяга;
9 – шкала;
10 - капля термопластического вещества;
11 – микропаяльник.
Рис. 31. Принципиальная схема прибора для обнаружения слабых термокомпрессий (ПОСТ-1).
1 – газовый редуктор, 2 – винт, 3 – ротаметр, 4 – поплавок,
5 – пружина, 6 – сопло, 7 – испытуемый прибор, 8 – проволочные перемычки, 9 – шкала.
Рис. 32. Внешний вид прибора для обнаружения слабых
термокомпрессий (ПОСТ – 1).
 
Это был первый прибор, не было технологии, оборудования, не все было ясно. И, вообще, где-то была, по-видимому, у начальника лаборатории мысль: "Я им докажу, что они без меня все равно ничего не сделают."
Этот дух витал в лаборатории.
Начальник КБ понимал, что ему эту ситуацию не сломать, а кроме того, было неясно, почему не получаются приборы. Приезжали специалисты из головного КБ. Поработали месяц, но так и не нашли причину.
Начальника КБ командировали на несколько месяцев за рубеж и он буквально за день до отъезда пригласил меня к себе и сказал, что он мне доверяет и хочет меня поставить во главе этой лаборатории. Если я не «вытащу» этот прибор, то все равно его никто не «вытащит», а ему будет за границей спокойнее, если я буду возглавлять работу. (Лесть!)
Я отказывался, потому что не знал этого прибора, этой технологии, но он очень тонко намекнул, что я смогу и должен ему помочь. В конце концов я согласился. Я и так был начальником лаборатории, а теперь у меня их стало две. Когда он меня представлял в лаборатории в качестве нового начальника, одна женщина-инженер даже вскрикнула от негодования, что я буду их руководителем. Остальные приняли меня молча, не высказывая своих чувств. Многих из коллектива я знал, но описать все отношения с каждым сотрудником, со всеми нюансами невозможно. Несомненно, кто-то был за меня, кто-то против. Я получил возможность повысить оклады нескольким инженерам - это важный фактор.
И еще одна деталь. Я не был выпускником ВУЗа, в котором изучали полупроводники. Я был человеком со стороны. Основные же кадры - выпускники ЛЭТИ и они дружно держались друг за друга.
Вот такая была обстановка.
Я понимал, что надо найти главное звено, главную причину - почему не получается прибор. Я стал проводить каждое утро совещания с полным разбором результатов работы, проделанной каждым инженером за предыдущий день. (Кому же это понравится!) Я выслушивал всех и старался понять и принимать решения демократически. Однако у меня было ощущение некоего сопротивления. Потратив время на ознакомление с организацией работы и технологией, мы пришли к выводу - следует изменить организацию.
Раньше каждый ИТР вел технологическую операцию и за нее отвечал. Как бы отвечал. На самом деле никакой ответственности не было, т.к. было неясно, на какой же операции создается брак. Поэтому теперь каждый сам вел несколько партий пластин с начала и до конца и полностью отвечал за получение годных приборов. Меня поджимали сроки - три месяца, а цикл изготовления прибора без напряжения сил - 20 дней.
Проведя подробное рассмотрение параметров готовых приборов, не соответствующих техническим условиям, мы пришли к выводу, что основной причиной брака является неумение изготавливать пластинки с заданным по толщине высокоомным слоем кремния. Если высокоомный слой составляет более 6 мкм, то образуется брак по параметрам насыщения, если меньше 4 мкм - то брак по напряжению «коллектор-база». Таким образом, надо научиться так полировать пластинки, чтобы толщина высокоомного слоя составляла величину буквально 5±1 мкм.
Узнав причину, надо было найти метод ее устранения. И вот здесь проявилась моя персональная черта - я верил, что такой метод можно найти, остальные нет. Почему? Не знаю.
Я пригласил двух инженеров - технолога и метриста.
Технологу - делать, метристу - измерять. Поставил перед ними проблему - как измерять толщину высокоомного слоя, чтобы она была одинакова на всех пластинках. Измерять надо непосредственно во время полировки. Оба ответили в один голос "Не знаем!" - Подумайте! Ответ тот же: - "Не знаем!"
Конечно, можно измерять по контрольным пластинкам, оптическим методом и другими, но все это долго, требует затрат, а мне надо сегодня, вчера!
Этот прибор должен осваиваться в серийном производстве и технология должна быть разработана под серийное производство. Мне нужен был непрерывный метод контроля во время полировки пластин. Вот основной тезис. Чем же можно контролировать непрерывно?
Ничего не зная о ресурсах, интуитивно решил, что ближе всего, с чем приходится работать, более прост и знаком - это какой-то метод, основанный на прохождении и измерении тока. А что если использовать зондовый метод? Ток от зондов должен проходить по 2-м слоям - высокоомному и низкоомному (теперь я бы сказал диcсимметричным слоям), то есть это как бы два сопротивления, включенных параллельно, причем одно из них изменяется во время полировки. А вдруг мы почувствуем разницу в 1 мкм при таком включении зондов?
Я предложил эту идею обоим инженерам для критики. Что тут началось! От того, что я профан и ничего не понимаю в полупроводниках, до того, что это сделать вообще нельзя. Я кое-как от них отбивался и предлагал, как это сделать.
Надо взять пластинку с проведенной в обе стороны диффузией фосфора на глубину 100 мкм, сделать косой шлиф (рис. 33), а затем пройти по нему и построить полученные зависимости. В ответ слышу: "Нет и нет! Мы делать не будем - это бред!"
Пришлось мне применить власть начальника лаборатории. Я им приказал сделать то, что я сказал, причем в течение 3 дней. Три дня я их трогать не буду.
Через два дня они пришли ко мне несколько смущенные и показали результаты. Как ни странно для них, но что-то получилось.
Оказалось, что как по току, так и по напряжению есть минимум и максимум (рис. 34), зная величину которых в вольтах или миллиамперах, можно установить толщину высокоомного слоя.
Рис. 33 Вид среза косого шлифа.
Причем, в принципе, не надо знать толщину, а достаточно знать только величину тока или напряжения. Срочно были изготовлены пластинки с различными значениями тока, т.е. с различной толщиной высокоомного слоя и изготовлены транзисторы.
Оказалось, что при токе 5,5 мА получается наибольший процент выхода транзисторов с заданными параметрами по ТУ. Буквально, в течение нескольких недель были изготовлены тысячи годных приборов и тема ОКР была предъявлена комиссии. Комиссия приняла прибор и началось серийное производство транзисторов КТ306.
Конечно еще было много вопросов, задач, которые пришлось решать, но главная причина брака была устранена - можно было двигаться дальше.
Доверие, оказанное мне, я оправдал.
Конечно, один из вопросов: "Как пришла мне в голову мысль о двухзондовом методе?"
По-видимому, желание, доверие, ответственность, сопротивление и еще ряд факторов заставляют человека думать более интенсивно и находить правильные решения. И все же - это не ответ на вопрос: "Как?"
Метод описан в [81].
Приведем еще несколько любопытных выдержек из [82] (раздел «Факты и идеи в творчестве ученого.»).
1. "Он много сделал впервые в науке: одновременно с В.А. Белицером открыл важнейший энергетический процесс, идущий в живой клетке - окислительное фосфорилирование; установил, что сократительный белок мышцы - миозин обладает ферментативной активностью, он сам расщепляет молекулу АТФ и энергия, выделяющаяся при этом, служит источником для работы мышцы." (Об академике В.А. Энгельгардте.)
 
Рис. 34. Зависимость напряжения и тока между зондами на косом шлифе пластины после встречной диффузии
2. "Началом ее считается раскрытие двуспиральной структуры ДНК, вещества наследственности. Один из авторов этой работы Джеймс Уотсон без лишней скромности сравнил свое открытие с великим взлетом ума Чарлза Дарвина. И он же называет в числе движущих сил своего исследования тщеславное стремление опередить Лайнуса Полинга в гонке за нобелевской премией. Вот что оказывается заставляло двух главных участников, Уотсона и Крика работать дни и ночи, конструируя замысловатые молекулярные модели."
3. "Химики - это те, кто в самом деле понимает мир.
Мне представляется, что самая большая радость выпала на мою долю однажды ночью в декабре 1930 г.
Я тогда интересовался химическими связями, пытался понять, что они собой представляют. Это была головоломная проблема. Физики уверяли, что атом углерода имеет на внешней оболочке разные электроны: два s-электрона и два р-электрона с разными, естественно, орбиталями.
Но химики говорили, что этого не может быть.
Как можно было примирить эти суждения?
Я много размышлял над этой проблемой, имне пришла в голову мысль, что s- и р-орбитали могут как-то сочетаться друг с другом, перемешиваться так, что образуются четыре одинаковые связи. Но подтвердить свою догадку расчетом я не мог, задача была сложна.
Прошел почти целый год. И вдруг меня осенило, что смешанные, или гибридные, орбитали углерода можно рассчитать с помощью простых алгебраических действий." (Лайнус Полинг.)
4. "Научная индукция, по сути дела представляет собой параллелограмм сил - рациональный и иррациональный. Вот почему наука во многих отношениях не столько наука, сколько искусство. Поэтому невозможно переоценить роль, которую играет в научном исследовании воображение, непредвиденные выводы, основанные на неожиданных аналогиях.
Создается впечатление, будто само существование содержимого зависит именно от упаковки. Тем не менее я не желал бы окончить на этой ноте." (Эрвин Чаргафф, «Белибердинское столпотворение»)
5. "Чуть ли не с детских лет, во всяком случае со студенческой поры Джим Уотсон задался целью: понять причину разнообразия живых существ. Эта цель конкретизировалась, свелась к вопросу о природе гена, наконец, к пространственной структуре ДНК, но никогда не менялась на другую.
Я был бы не прав, если бы оставил читателя с ощущением, что великие открытия могут быть сделаны как-то походя. И пример Уотсона при внимательном рассмотрении как раз опровергает такое представление. Просто за внешней бравадой автора «Двойной спирали» надо увидеть то, что было на самом деле. А была денная и нощная концентрация мысли на том, как же устроена ДНК. Был важный контакт с химиком Джерри Донохью, в результате которого родилась идея комплементарных пар оснований аденин-тимин и гуанин-цитозин, краеугольный камень двойной спирали. Было и постоянное «подогревание» Фрэнсиса Крика в те минуты, когда тот уже не видел дальнейшего пути и терял интерес к проблеме. И была прежде всего уверенностьв том, что ген - это ДНК, тогда, когда подавляющее большинство биологов думали, чтоген - это белок." (Из вступительной статьи В.И. Иванова к статье Джеймса Уотсона «Время простоты не настанет никогда.»).
6. “Доктор Уотсон, в предисловии к вашей книге «Двойная спираль» вы утверждаете, что широкая публика не представляет себе как делается наука. И добавляли, что пути научных исследований почти столь же разнообразны, как человеческие характеры.
Но меня тянуло и к химии. Она привлекала меня возможностью объяснить наследственность. Главным химиком тут был Лайнус Полинг. Дельбрюк не любил Полинга и это удивляло меня. Полинг такой великий человек! Но у них был разный подход к науке. Дельбрюк был очень широк - он интересовался многими разделами науки, даже теми, где он не работал. Для Полинга же существовала только та наука, которую он сам изобрел. Но конечно, изобрел он немало. Правда, и Дельбрюк не очень-то интересовался спиралями Полинга.
Тем не менее, невзирая на мнение таких авторитетов я пришел к выводу о важности ДНК. Все таки самое простое объяснение трансформации получалось на основе ДНК.
Что сейчас вам кажется главным?
Быть очень хорошим, тщательным наблюдателем. Вы должны удерживать в памяти целый воз фактов, не в компьютере, а в голове - чтобы вас вдруг осенила интересная идея. Я думаю, что самым важным из неожиданных событий последних лет было открытие сплайсинга РНК без всяких ферментов." (Джеймс Уотсон, «Время простоты не настанет никогда.»)
Ненастной ночью в Цюрихе. В начале 1960-х годов историки науки решили собрать воспоминания тех физиков, которые принимали участие в создании квантовой теории. Каждое интервью длилось помногу часов и вся процедура растягивалась на несколько дней. В результате удалось получить бесценный историко-научный материал, сохранить для потомков картину переворота в науке.
В числе интервьюируемых был и Гайтлер (Ф. Лондон к тому времени уже умер). Приведем небольшой фрагмент из его интервью (1963 года, опубликованного в [83]):
“Я опишу историю этой работы так, как я это помню. Ни одна другая оригинальная идея, ни моя ни Лондона не была такой амбициознойкак эта. Поначалумы помышляли о малом, - требовалось рассмотреть вопрос о силах Ван-дер-Ваальса. Мы полагали, что ответ можно получить, если рассчитать взаимодействие зарядов двух атомов водорода и их зарядовых плотностей, вовсе не думая об обменном взаимодействии. В результате мы пришли к тому, что впоследствии было названо «кулоновским интегралом», значение которого было, однако, слишком велико для сил Ван-дер-Ваальса, хотя и отвечало значительному межатомному притяжению. Некоторое время мы действительно испытывали затруднения, которые были связаны с тем, что неясным оставался смысл полученного результата.
Но вместе с тем, мы не могли двигаться дальше, и в течение нескольких недель создавшаяся ситуация была главным предметом наших раздумий и частых дискуссий.
Помню как-то в Цюрихе выдался ненастный день. Вы знаете, что такое фëн? Это крайне неприятная погода. Люди переносят его по разному - одни очень подавлены, других клонит в сон. Я отношусь к последней категории. Я тогда проспал до позднего утра, а когда встал был не в состоянии чем-либо заниматься. После обеда снова отправился спать и проспал до вечера.
Когда же проснулся, передо мной отчетливо предстала следующая картина: волновые функции двух атомов молекулы водорода связаны друг с другом плюсом и минусом так, что между ними происходит обмен. Я помню это так, как если бы это было вчера. Я был очень возбужден, и тут же все продумал и довел до конца. Вскоре мне стало ясно, что именно обмен играет в этой проблеме решающую роль. Я позвонил Лондону, он тут же пришел ко мне. Тем временем у меня уже начало выстраиваться подобие теории возмущений.
Мы просидели вместе до поздней ночи. К утру большая часть содержания статьи была ясна, т.е. мы знали, что и как писать. Не позднее следующего дня появилась полная уверенность, что волновые функции молекулы водорода в наших руках и что наряду с притяжением существует также второй способ взаимодействия атомов, приводящий к их отталкиванию..."
Теперь можно сделать вывод. Если будут использованы эмоциональные факторы, о которых мы говорили, совместно с теми рекомендациями, о которых мы рассказывали в первых главах и продолжим в следующих - то это должно позволить резко сократить путь и время наступления “момента истины”.
В эту жизнь я пришел не затем,
Чтобы въехать в сенат на коне.
Я доволен сполна уже тем,
Что никто не завидует мне.
 
Подпольно, исподволь, подспудно,
Роясь как в городе цветы,
Растут в нас мысли, корчась трудно
Сквозь битый камень суеты."
 
Добро - это талант и ремесло
Стерпеть и пораженья и потери.
Добро, одолевающее зло -
Как Моцарт, отравляющий Сальери.
Игорь Губерман [44]